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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Profiltiefenmessung und Wäsche eines von einem Kfz getrennten Kfz-Reifens.
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Mit dem gewerblichen Wechsel zwischen Sommer- und Winterreifen ist im allgemein auch eine Einlagerung der Reifen verbunden, bei der üblicherweise die abmontierten Reifen vor der Einlagerung einer Reinigung unterzogen werden. Vor der Wiedermontage der eingelagerten Reifen erfolgt regelmäßig auch eine Zustandsüberprüfung, um dem Eigentümer rechtzeitig vor dem geplanten Wechseltermin eine Neubeschaffung zu ermöglichen.
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Die Wäsche der Reifen erfolgt oftmals mittels Ultraschallunterstützung, was den Vorteil einer effektiven Schmutzbeseitigung bei gleichzeitig reduziertem zeitlichem und manuellem Aufwand mit sich bringt und auch die Menge an benötigter Reinigungsflüssigkeit verringert. Eine entsprechende Reinigungseinheit zur ultraschallbasierten Reinigung von nicht an einem Fahrzeug montierten Rädern ist aus der
DE 199 39 899 A1 bekannt. Diese offenbart Schwingungserreger zur Erzeugung von Turbulenzen im Ultraschallbereich innerhalb der Reinigungsflüssigkeit auch eine Reinigungswanne und eine Haltevorrichtung für das zu waschende Rad.
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Die Zustandsüberprüfung der Reifen erfolgt auch im Hinblick auf die Restprofiltiefe, die mittels Messschiebern, Ultraschall oder sogar über im Reifen selber angeordnete Sensoren erfolgen kann. Letzteres ist in der
DE 10 2008 002 722 A1 beschrieben, die im Reifen integrierte Beschleunigungssensoren offenbart.
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Eine Profiltiefenmessung mittels Bestrahlung des Reifens mit Licht, insbesondere Laserlicht, und die Aufnahme und Verarbeitung des vom Reifen gestreuten Laserlichtes ist ebenfalls bekannt. Bei einer solchen laserbasierten Profiltiefenmessung findet insbesondere das Triangulationsverfahren Anwendung, wie aus in der
DE 43 16 984 A1 beschrieben ist.
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Bei der laserbasierten Profiltiefenmessung werden insbesondere Systeme verwendet, bei denen ein Auto mit den zu vermessenden Rädern über ein im Boden eingelassenes, laserbasiertes Messsystem fährt, wie es beispielsweise aus der
DE 197 440 76 A1 bekannt ist. Im Boden eingelassene Systeme zur Vermessung der Reifen am Fahrzeug haben insbesondere den Nachteil, dass sie entweder an stark verschmutzten Reifen messen, was die Messung verfälscht, oder, falls das System im Boden einer Waschstraße eingelassen ist, die Messung an nassen Reifen stattfindet, wobei die Feuchtigkeit insbesondere durch Reflektion, Wellenlängenverschiebung und Brechung des Laserlichtes die Messung erschwert.
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Handgeführte, mobile Lasermesssysteme sind beispielsweise in der
DE 10 2015 012 296 A1 beschrieben. Dort ist ein Multifunktionsmessgerät mit Linienlaser, Digitalkamera und AusUwertesoftware offenbart. Derartige Systeme haben jedoch den Nachteil einer geringen Vergleichbarkeit und ggf. Reproduierbarkeit der manuell von möglicherweise nicht ausreichend geschultem oder verständigem Personal durchgeführten Messungen.
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Schließlich sind noch in Waschstraßen integrierte, kombinierte Wasch- und Messsysteme bekannt, beispielsweise aus der
US 2017/0186247 A1 und der
TW 20817622 A . Die
WO/9707380 A2 beschreibt eine kombinierte Wasch- und Profiltiefenmessvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit automatisiertem Fahrzeugdiagnosesystem mit laserbasierter Profiltiefenmessung. Vorgesehen ist auch eine zu durchfahrende Wanne zur verbesserten Reinigung der Reifen, wobei Bürsten und Wasserstrahlen eingesetzt werden.
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Die
US 6 672 317 B2 offenbart eine zur Reinigung abmontierter Reifen genutzte Ultraschallwaschvorrichtung, die
EP 0 547 365 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Messung eines Abnutzungszustandes eines Reifens, bei der zwei in senkrecht zueinander liegenden, bodenparallelen Laufschienen angeordnete Laser den Reifen bestrahlen.
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Schließlich offenbart die
US 6 789 416 B1 noch eine mobile, handgeführte Vorrichtung zur Profiltiefemessung unter Verwendung eines Lasers.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die die bei der Einlagerung von Reifen anfallenden Arbeitsschritte einfacher und effizienter ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Profiltiefenmessung und Wäsche eines von einem Kfz getrennten Kfz-Reifens aufweisend eine mit Reinigungsflüssigkeit gefüllte Reinigungswanne und einen neben dieser angeordneten Arbeitsbereich, wobei die Vorrichtung Schwingungserreger zur Erzeugung von Turbulenzen im Ultraschallbereich aufweist, eine den Reifen entlang mindestens einer Ebene bewegbar ausgeführte Halteeinrichtung, durch die der Reifen in die Reinigungswanne überführbar ist, wobei die Haltevorrichtung eine Reifenaufnahme aufweist, die den Reifen entlang einer Rotationsachse haltend ist, durch die weiteren Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht damit eine zeitnahe Bestimmung von Reifendaten unmittelbar im zeitlichen und örtlichen Zusammenhang mit der Wäsche des abmontierten Reifens und läßt so mit Vorteil den bislang bei der Vorbereitung zur Wiedermontage anfallenden Reifentransportschritt entfallen. Gleichzeitig ist so eine genaue, schnelle und nicht durch einen Anpressdruck aufgrund der Masse eines am Reifen befindlichen Fahrzeugs verfälschte Messung des Reifenprofils ermöglicht, gefolgt von einer effektiven Ultraschallreinigung des Reifens. Durch die Kombination beider Arbeitsvorgänge in der erfindungsgemäß entsprechend ausgestatten Vorrichtung ergibt sich eine erhebliche Zeit-, Platz- und Ressourcenersparnis, zusätzlich sind eine Automatisierung der Reifenverwaltung ermöglicht und einem reifeneinlagerenden Unternehmen steht eine längere Zeitspanne zur Verfügung, in der es mit den Reifeneigentümern Kontakt aufnehmen können, insbesondere ein halbes Jahr, so dass die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter zeitlich gleichmäßiger verteilbar ist.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Reinigungswanne Schwingungserreger aufweist und/oder dass die Reifenaufnahme Schwingungserreger aufweist. Durch diese Ausgestaltung ist eine effektive Erzeugung von Turbulenzen im Ultraschallbereich innerhalb der Reinigungsflüssigkeit ermöglicht.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass der Reifen im Betriebszustand durch die Haltevorrichtung in einen von der Lichtquelle beleuchteten Bereich überführbar ist. Dieser Bereich ist insbesondere ein trockener Bereich oder einer mit einer Ablaufmöglichkeit für Flüssigkeiten und auch möglichst dicht benachbart zur Reinigungswanne, wodurch kein direkter manueller Einsatz zum Verändern der Reifenposition notwendig ist. Ein aufwendiger Reifentransport von der Reinigung zum Reifenlager, von diesem zur Messung und zurück ins Reifenlage wird vorteilhaft vermieden. Weiterhin verhindert die Positionierung des Reifens durch die Haltevorrichtung und damit die automatische, gleichbleibende Positionierung des Reifens zur Lichtquelle, Fehler durch eine manuelle Positionierung des Reifens und erreicht damit eine Verbesserung der Profiltiefenmessung.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle ein Laser ist. Durch die Verwendung von Laserlicht ist mit Vorteil die Datenauswertung aufgrund der hohen Kohärenz und Intensität des Laserlichtes erleichtert und der Fehler der Profiltiefenmessung reduziert.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der von der Lichtquelle im Betriebszustand ausgesendete Lichtstrahl den Reifen in etwa senkrecht zu einer Reifenoberfläche beleuchtend ist, wobei unter dieser erfindungsgemäß in erster Linie die Lauffläche verstanden wird. Damit sind die Lichtwege des einfallenden Lichtstrahls und eines reflektierten Lichtstrahls minimiert, wodurch Streustrahlung minimiert ist. Dadurch ist vorteilhaft die Genauigkeit der Messung erhöht. Weiterhin ist der Unterschied der Lichtweglängen der an den verschiedenen Positionen entlang einer Breite des Reifens reflektierten Lichtstrahlen reduziert.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Reifenaufnahme Mittel zur Drehung des Reifens um seine Rotationsachse auf. Dadurch ist die Profiltiefenmessung an verschiedenen Punkten entlang einer Abrollrichtung des Reifens ermöglicht, ohne dass eine manuelle Drehung erforderlich wäre. Weiterhin kann mit großem Vorteil die notwendige Menge an Reinigungsflüssigkeit reduziert werden, da durch die Drehung des Reifens eine vollständige Reinigung einer Reifenoberfläche auch bei nicht komplett eingetauchtem Reifen möglich ist. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Reifendrehung sowohl in der Reinigungswanne als auch im trockenen Meßbereich erfolgend ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle innerhalb einer Fläche bewegbar ist, deren Normale in etwa senkrecht zu einer Abrollrichtung des Reifens ist. Andersherum formuliert ist diese Fläche in etwa parallel zu einer tangentialen Fläche an den Meßort der gekrümmten Reifenoberfläche. Dies ermöglicht sehr vorteilhaft eine genaue relative Positionierung von Reifenoberfläche und Lichtquelle über ein Verschieben der Lichtquelle. Ohne die Positionierung des Reifens und damit die Einstellungen des Haltearms zu verändern, ist mit dieser Verstellbarkeit der Lichtquelle sehr vorteilhaft auch die Messung von Reifen unterschiedlicher Größe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Ausgestaltung Aufweitungsmittel zur Aufweitung des Lichtstrahls aufweist. Dies ermöglicht die Beleuchtung der gesamten Breite des Reifens, ohne die Lichtquelle verschieben zu müssen.
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Ist zwischen Lichtquelle und Reifen ein Fenster vorgesehen, das für den Lichtstrahl durchlässig ist, so schützt dieses Fenster die Lichtquelle vor Schmutz und Feuchtigkeit, die durch den Reifen im Betriebszustand in die Vorrichtung eingebracht werden könnten. Damit ist die Betriebssicherheit der Vorrichtung erhöht.
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In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungsmittel Profiltiefen entlang einer Breite des Reifens berechnend sind. Durch die Bestimmung der Profiltiefe an verschiedenen Punkten entlang der Breite des Reifens lassen sich Rückschlüsse auf das Spurverhalten der Reifen ziehen bzw. Defekte am Fahrzeug erkennen, sofern diese eine unterschiedlich starke Abnutzung des Reifens verursachen.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist eine Speichereinheit vorgesehen, die mindestens Eigentümername und Daten des gemessenen Reifens, insbesondere die über die Breite des Reifens gemessenen Profiltiefen, speichernd ist. Dadurch ist die Zuordnung des Reifens zum Eigentümer erleichtert sowie dessen Benachrichtigung bei Abnutzung des Reifens. Insbesondere ist dadurch eine Automatisierung der Benachrichtigung ermöglicht.
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Schließlich ist in einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch vorgesehen, dass die Haltevorrichtung eine weitere Reifenaufnahme aufweist. Dadurch lassen sich sehr vorteilhaft zwei Reifen gleichzeitig an der Haltevorrichtung anbringen. Während die Reinigung eines Reifens stattfindend ist, ist die Profiltiefe des anderen Reifens messbar. Dadurch ergibt sich eine deutliche Zeitersparnis.
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Die Erfindung stellt sich weiter die Aufgabe, ein entsprechendes Verfahren anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Profiltiefenmessung und Wäsche eines Kfz-Reifens unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, dass es folgende Schritte aufweist:
- a) Befestigen des Reifens an einer Halte- und Bewegevorrichtung und Bewegen des Reifens mittels der Halte- und Bewegevorrichtung in einen Beleuchtungsbereich einer Lichtquelle,
- b) Beleuchten einer Reifenoberfläche durch einen Lichtstrahl der Lichtquelle und Aufnehmen des vom Reifen reflektierten Lichtstrahls,
- c) Bestimmen einer Verteilung einer Profiltiefe über eine Breite des Reifens,
- d) Bewegen des Reifens mittels der Halte- und Bewegevorrichtung in eine mit Reinigungsflüssigkeit gefüllte Reinigungswanne und Reinigen des Reifens mittels Erzeugung von Turbulenzen im Ultraschallbereich in der Reinigungsflüssigkeit, wobei diese Schritte bevorzugt in dieser Reihenfolge ablaufen, jedoch erfindungsgemäß auch durch nicht aufgeführte Zwischenschritte unterbrochen sein können, also nicht unmittelbar aufeinanderfolgen müssen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert eine effektive Profiltiefenmessung mit einer gründlichen, effektiven Reifenwäsche, wodurch weitere Zwischenschritte bei der Reifeneinlagerung entfallen und eine Automatisierung ermöglicht ist. Diese Schritte erfolgen erfindungsgemäß in der beschriebenen Reihenfolge.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Profiltiefe in mehreren Abtastbereichen entlang der Breite und einer Abrollrichtung des Reifens gemessen wird. Dadurch ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch punktuelle Schäden am Profil zu entdecken.
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Die Erfindung wird in einer Ausführungsform nachfolgend anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei gleichartige Bauteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
- 1: zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Betriebszustand mit an dieser befestigtem Reifen 1
- 2: zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zu untersuchenden Reifen 1
- 3: zeigt verschiedene Verteilungen von Abtastbereichen 21 entlang einer Reifenoberfläche 8.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Reifen 1, der an einer Reifenaufnahme 6 einer Haltevorrichtung 5 gehalten ist. Im dargestellten Betriebszustand ist der zu untersuchende Reifen 1 dazu auf die Reifenaufnahme 6 aufgeschoben. Eine Bewegung des Reifens 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Rotation der Haltevorrichtung 5 um eine Achse 25 bzw. durch eine Bewegbarkeit der Reifenaufnahme 5 entlang der Achse 25 ermöglicht, womit die Haltevorrichtung 5 als eine Halte- und Bewegevorrichtung 16 dient. Durch Kombination einer rotatorischen Bewegung und einer translatorischen Heb- und Senkbewegung von Haltevorrichtung 5 und Reifenaufnahme 6 kann der Reifen 1 sowohl in eine mit Reinigungsflüssigkeit gefüllte Reinigungswanne 3 zur Reinigung überführt werden als auch in einen von einer Lichtquelle 2 beleuchteten Bereich zur Untersuchung einer Profiltiefe bewegt werden. Dabei ist dieser Bereich in einem Arbeitsbereich 10 neben der Reinigungswanne 3 angeordnet. In der gezeigten Ausführung weist die Vorrichtung zwei Reifenaufnahmen 6 auf, womit zwei Reifen 1 gleichzeitig an der Haltevorrichtung 5 befestigbar sind. Während die Reinigung eines Reifens 1 stattfindet, ist eine gleichzeitige Messung der Profiltiefe 9 des anderen, hier nicht dargestellten Reifens 1 möglich. Innerhalb der Reinigungswanne 3 sind Schwingungserreger 4 angebracht. Diese erzeugen im Betriebszustand in der Reinigungsflüssigkeit Turbulenzen im Ultraschallbereich. Die Reifenaufnahme 6 weist Mittel auf, durch die der Reifen 1 um eine Rotationsache 7 drehbar ist. Dadurch ist eine vollständige Reinigung des Reifens 1 in der Reinigungswanne 3 auch ohne dessen vollständiges Eintauchen in die Reinigungsflüssigkeit möglich, da entlang einer Abrollrichtung 24 des Reifens 1 durch dessen Drehung jeweils andere Bereiche in die Reinigungsflüssigkeit eingetaucht sind. Zur Messung der Profiltiefe 9 des Reifens 1 ist im Arbeitsbereich 10 ein Fenster 13 enthalten, hinter dem eine Lichtquelle 2, insbesondere ein Laser 15, angeordnet ist. Das Fenster 13 ist durchlässig für die Wellenlänge eines vom Laser 15 ausgesandten Lichtstrahls 12, mit dem der hier nicht dargestellte Reifen 1 zur Bestimmung seiner Profiltiefe 9 beleuchtet wird. Um verschiedene Größen von Reifen 1 verwenden zu können und die Abtastung in verschiedenen, hier nicht gezeigten, Abtastbereichen 21 entlang einer Reifenoberfläche 8 zu ermöglichen, ist der Laser 15 entlang einer Fläche 11 beweglich, deren Normale parallel ist zu einer Abrollrichtung 24 des zu untersuchenden Reifens 1.
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In der 2 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem zu untersuchenden Reifen 1 gezeigt. Dabei ist eine Reifenoberfläche 8 in etwa senkrecht zu einem Strahl 12 einer sie beleuchtenden Lichtquelle 2 angeordnet. Die Lichtquelle 2, in der gezeigten Ausführung als hinter einem Fenster 13 angeordneter Laser 15 dargestellt, erzeugt einen Lichtstrahl 12, der vor Beleuchtung des Reifens durch Aufweitungsmittel 17 aufgeweitet wird. Bei Beleuchtung der Reifenoberfläche 8 wird dadurch nicht nur ein einzelner Punkt durch den Lichtstrahl 12 beleuchtet, sondern ein, je nach Wahl der Aufweitungsmittel 17, entweder linienartiger, in Richtung einer Breite 19 des Reifens aufgeweiteter, oder flächiger Abtastbereich 21. Der flächige Abtastbereich 21 weist sowohl eine Ausdehnung entlang der Breite 19 des Reifens 1 auf als auch in Richtung einer Abrollrichtung 24 des Reifens 1. Dadurch ist ein Reifenprofil 9 an verschiedenen Stellen der Reifenoberfläche 8 untersuchbar. Weiterhin sind Aufnahmemittel 18 vorgesehen, die in der gezeigten Ausführungsform ebenfalls hinter dem Fenster 13 angeordnet sind. Von der Reifenoberfläche 8 reflektierte Strahlen 23 werden von den Aufnahmemitteln 18 aufgenommen. Diese leiten aufgenommene Bildinformationen zur Berechnung der Profiletiefe 9 an Verarbeitungsmittel 20 weiter, wobei die Verarbeitungsmittel 20 dazu insbesondere Bildinformationen bezüglich Unterschieden in Längen von Lichtwegen von an der Reifenoberfläche 8 und im Reifenprofil 9 reflektierten Strahlen 23 verarbeiten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel findet eine Weiterleitung der ermittelten Profiltiefen 9 von der Verarbeitungseinheit 20 an eine Speichereinheit 14 statt, die neben den Profiltiefen 9 auch Benutzerdaten, wie Name und Adresse des Eigentümers des Reifens 1 speichert. In der dargestellten Ausführungsform ist der Laser 15 über eine Laserbewegeeinrichtung 22 beweglich, sodass auch, ohne dass der Reifen 1 translatorisch oder rotatorisch bewegt wird, verschiedene Bereiche der Reifenoberfläche 8 durch den vom Laser 15 ausgesendeten Lichtstrahl 12 beleuchtbar sind.
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3 zeigt verschiedene Verteilungen i)-iii) von Abtastbereichen 21, in denen Reifenoberflächen 8 vom Lichtstrahl 12 bestrahlt werden und die mit der in der 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugbar sind. Die jeweilige Größe, Form und Position der Abtastbereiche 21 ergibt sich dabei aus der Aufweitung des Lichtstrahls 12 durch die Aufweitungsmittel 17 und aus der Bewegung des Lasers 15 durch die Laserbewegeeinrichtung 22. Dies wird insbesondere anhand der Breite der Abtastbereiche 21 entlang der Reifenbreite 19 aus den Verteilungen i) und ii) im Vergleich zur Verteilung iii) deutlich. Außerdem ist über eine Rotation des Reifens 1 um seine Rotationsachse 7 die Bestrahlung verschiedener Abtastbereiche 21 entlang einer Abrollrichtung 24 des Reifens 1 möglich, wie in den Verteilungen ii) und iii) dargestellt.
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Die Erfindung ermöglicht es, einen von einem Kfz getrennten Reifen 1 sowohl zu Waschen, als auch dessen Profiltiefe 9 genau zu bestimmen, wobei die Untersuchung an verschiedenen Bereichen der Reifenoberfläche 8 durchführbar ist, womit punktuelle Reifenschäden bzw. systematische Fahrzeugschäden bestimmt werden können. Dabei sind sowohl Raumbedarf und Zeit, als auch benötigtes Reinigungsmittel und Arbeitskraft gegenüber bisherigen Anwendungen gleichen Ziels optimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reifen
- 2
- Lichtquelle
- 3
- Reinigungswanne
- 4
- Schwingungserreger
- 5
- Haltevorrichtung
- 6
- Reifenaufnahme
- 7
- Rotationsachse
- 8
- Reifenoberfläche
- 9
- Profiltiefe
- 10
- Arbeitsbereich
- 11
- Fläche
- 12
- Lichtstrahl
- 13
- Fenster
- 14
- Speichereinheit
- 15
- Laser
- 16
- Halte- und Bewegevorrichtung
- 17
- Aufweitungsmittel
- 18
- Aufnahmemittel
- 19
- Breite
- 20
- Verarbeitungsmittel
- 21
- Abtastbereich
- 22
- Laserbewegeeinrichtung
- 23
- reflektierter Strahl
- 24
- Abrollrichtung
- 25
- Achse
